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15f-(l.!,i!.e'T Db PéXFBCTIONNi>J 1 Perfectionnements à la fabrication du fer inoxydable ou sans souillure.
Le présent brevet de perfectionnement concerne les variantes ou perfectionnements de l'invention décrite au brevet principal, et vise un procédé de fabrication d'acier inoxydable, comportant certains perfectionnements aux opérations de fusion, susceptibles d'une application générale aux procédés employés couramment dans toutes les aciéries possédant des fours électriques de fusion de l'acier.
Ce procédé est remarquable en ce qu'on utilise
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comme source de chrome, des déchets ou "ecraps" d'acier inoxydable ainsi que l'alliage ferreux relativement bon marché désigné commercialement sous le nom de "ferro- chrome à haute teneur en carbone" en vue d'obtenir des lingots ou autres pièces moulées en acier inoxydable, ayant une teneur en chrome égale à celle des déchets d'acier i- noxydable employés comme l'une des sources de chrome ;
ce- pendant, s'il y a lieu on peut obtenir une teneur en chrome
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supérieure ou inférieure à celle des déchets d'acier inoxydable employés, L'expression "acier inoxydable" désigne d'urne façon générale une catégorie d'alliages à haute teneur en chrome, constituant réellement des "aciers", c'est-à-dire qui ne contiennent qu'un très faible pour- oentage de carbone, par exemple de 0,05 à 0,12 %, ces alliages pouvant ou non contenir des pourcentages fai- bles ou notables d'autres éléments, tels que du nickel, du cuivre, du manganèse, du tungstène, du molybdène, du silicium, du vanadium, de l'aluminium, du ziroonium, du titane, ou du soufre, soit seuls, soit en combinaison.
L'importance industrielle de ce procédé réside d'une part dace le fait qu'il permet à. l'aciériste d'utiliser pour la fabrication des lingots d'acier inoxydable tous les déchets d'acier inoxydable dont il dispose dans son aciérie, ainsi que dans les divers ateliers annexes où sont fabriquées les tôles,barres profilées, etc,., d'acier inoxydable; d'autre part il permet à l'aciériste d'acheter sur le marché une quantité supplémentaire de déchets d'acier inoxydable, lorsque cet aohat peut être fait avec avantage au point de vue du prix de la matière première.
La majeure partie du tonnage de l'acier inoxydable fabriqué actuellement est obtenue par le vieux procédé consistant à incorporer à un bain fondu d'acier doux du ferro..chrome à basse teneur en carbone, de prix élevé, contenant environ 0,10% de carbone et 70% de chrome, en ayant soin de rendre minimum l'absorption de carbone des électrodes.
On sait déjà que les ouvriers habiles, lorsqu'ils appliquent ce procédé, inoorporent parfois à leur bain d'acier un certain pourcentage de déchets d'a- cier inoxydable, mais cette pratique n'est pas suivie universellement''et, même lorsqu'elle est appliquée jusqu'à la limite où l'opération reste possible, elle n'est
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qu'un remède insuffisant à l'excédant de production de déchets d'aoier inoxydable et na permet pas d'éviter - l'emploi de ferro-chrome à basse teneur en carbone coû- teux comme source principale da chrome.
La difficulté de la situation, en ce qui concerna les déchets d'acier inoxydable, apparaît clairement lorsqu'on songe que des déchets contenant 0,10 % de carbone et 16 à. 18 % de chro- ma peuvent être achetés actuellement sur le marché au prix de> 22 dollars à la tonne, alors qu'ils pourraient se vendre très probablement environ 100 dollars à la ton- ne, si leur teneur en chrome était utilisable pour la pro- duction d'acier inoxydable comme l'est le chrome du ferro- chrome à basse teneur en carbone.
De nombreux procédés autres que le vieux procédé s us-indiqué ont été proposés pour la fabrication d'acier inoxydable, en utilisant d'autres sources de chrome que le ferro-ohrome à basse teneur en carbone, l'idée générale de ces divers procédés étant la diminution du prix du lin- got.
Par exemple, on a proposé un procédé de réduction directedu chrome à partir de son minerai dans un bain fondu sous-jacent d'acier doux; d'autre part on a proposé d'utiliser pour constituer la source de chrome du ferro- ohrome à haute teneur en carbone relativement peu coûteux et contenant en règle générale de 4 à 6 % de carbone et environ 70% de chrome en remplacement du ferrochrome à basse teneur en carbone dans le procédé de fabrication de l'acier, l'élimination indispensable du carbone étant effectuée par des moyens appropriés. Plusieurs procédés de ce genre ont été proposés et ne diffèrent que par la méthode opératoire et ces procédés sont actuellement ap- pliqués industriellement aux Etats-Unis.
Cependant, ces nouveaux procédés partagent avec le vieux procédé ce défaut grave de ne pas permettre l'utilisation pratique des déchets d'acier inoxydable. Outre les divers procèdes proposés et utilisés
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pour la fabrication d'acier inoxydable à partir de sour- ce$ importantes de chrome, divers procédés ont été décrits pour la seconde fusion de déchets d'acier inoxydable. Les expériences et observations faites par le demandeur prou- vent que ces procédés de seconde Fusion/sont inapplicables industriellement, on tout au moins ont une applioation extrêmement restreinte en raison de certains défauts qui leur sont inhérents.
Ces procédés de seconde fusion, en effet, ou bien donnent un lingot ayant une teneur en carbone supérieure aux déchets d'acier inoxydable initiaux, ou bien une teneur en chrome moindre, ou même les deux simultanément . Comme aucun procédé d'utilisation des déchets d'acier inoxydables dans la fabrication de lingots d'acier inoxydable ne possède d'application générale susceptible tout au moins de redonner la composition initiale des déchets d'acier inoxydable dans le lingot d'acier résultant, on se rend compte du peu d'intérêt de ces procédas de seconde fusion.
Dans l'application de l'invention, on exclut de préférence dit la charge les déchets d'acier ordinaire.
Néanmoins, le procédé suivant l'invention, dans son mode de réalisation préféré, n'est pas un procédé de seconde fusion, au sens ordinaire du mot, puisque le poids de lingots produits au cours d'une ooulée quelconque dépasse de 50 % ou davantage le poids de déchets d'acier inoxydable utilisé pour leur fabrication. Le tonnage restant provient :
1 .- de l'oxyde de fer sous une forme commerciale quelconque, de préférence du minerai de fer magnétique.
2 .- du ferro-chrome à haute teneur en carbone.
3 .- du fer contenu éventuellement dans l'agent réducteur non carbonacé nécessaire, et
4 ,- des additions servant à l'obtention d'alliages,tels que le nickel, le manganèse, etc... cet excès du poids du lingot par rapport au poids
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de dechets d'acier inoxydable incorporés à la charge évite effioaoement l'enrichissement du métal en impuretés nuisibles qui caractérise la plupart sinon la totalité des procédés de seconde fusion;
parmi ces impuretés, on mentionnera l'azote et l'oxyde de chrome. pour réaliser l'invention, on utilise de préfé- rence un four électrique du type Eeroult, ayant un garnissage de briques de chromite s'élevant légèrement audessus du niveau de la soorie et supportant une couche supérieure damée oomprenant environ 3 parties en poids de minerai de ohrome broyé et 1 partie en poids de magnésite moulue; le verre soluble constitue un bon liant pour les parties damées du garniss age inférieur. Les piatroits et la voûte peuvent être en brique de silice, suivant la pratique ordinaire. On peut employer des électrodes en carbone ou en graphite et le courant est de préférence fourni à plusieurs voltages compris entre 100 et 180 volts.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'emploi d'un type particulier de four, ni à une composition spéciale pour le garnissage inférieur, ni à 1''emploi d'un certain voltage, car il est évident que l'homme du métier possède une latitude considérable dans le choix des moyens employés pour contenir et chauffer la charge.
On a donné ci-dessous un exemple pratique d'exécu- tion de l'invention dans le cas de la fabrication de lingots d'acier inoxydable contenant de 16 à 18 % de chrome et 0,10 % de carbone au maximum.
5.250 Kgs de déchets d'acier inoxydable ayant l'analyse approximative suivante :
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> ......... <SEP> 16,5%
<tb> Carbone <SEP> ........ <SEP> 0,10%
<tb> manganèse <SEP> ...... <SEP> 0,35%
<tb> Silicium <SEP> ....... <SEP> 0,40%
<tb> Phosphore <SEP> ...... <SEP> 0,03%
<tb> Soufre <SEP> ......... <SEP> 0,02%
<tb>
sont chargés d'abord sur la sole d'un four Heroult de
6 à 7 tonnes, cette sole ayant été garnie suivant le procédé sus-décrit et chauffée au préalable pour la
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réception de la charge par la procédé usuel de chauffage à l'arc entre les bouts des électrodes.
Avec les déchats d'acier inoxydable, on charge 825 Kgs de ferrochrome à. haute teneur en carbone en morceaux, ce ferroohrome ayant l'analyse approximative suivante : carbone 5 , chrome 69 %, 500 Kgs de battitures à 60% de fer ; et 600 Kgs de minerai de fer magnétique concentré contenant environ 65% de fer. Cette charge est alors fondue et surchauffée suffisamment pour permettre le chargement d'une nouvelle fournée de 500 Kgs de battitures et 600 kge de minerai de fer magnétique concentré, et le bain est maintenu surchauffé pendant toute la phase d'oxydation.
Le demandeur ne connaît pas de procédé sur pour déterminer exactement la température du bain au-dessous de la couche de scorie, mais on estime que cette température doit être environ de 1780 C. à peu près de 90 à 120 C. supérieure à. celle obtenue généralement dans le traitement de l'acier ordinaire au four électrique. Lorsque cette addition s'est incorporée à la Scorie, et au bout d'un-temps qu'on a constaté être égal à. 4 h. 25 m. âpres le premier envoi de courant, on a pris une éprou- vette du bain de métal: la teneur en carbone était de 0,06 %.
On a ajouté alors à la scorie, aussi rapidement que le permettent les conditions régnant dans le four, 925 Kgs de ferro-silicium broyé, à 50 %, et 1500 Kgs de chaux viva fraîche. Lorsque l'aspect de la scorie indique que sa teneur en oxyde de fer et en oxyde de chrome est tombée à une valeur relativement faible, on introduit dans la bain de métal les additions finales de ferro-man- genèse à basse teneur en carbone en morceaux, et de ferrosilioium en morceaux.
Le bain est alors coulé et versé dans des lingots de 25 x 85 cm.L'essai à la pocha de coulée donne l'analyse suivante :
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> ......... <SEP> 17.23%
<tb> Carbone <SEP> ........ <SEP> 0,08%
<tb> Manganèse..... <SEP> 0,34%
<tb> Silicium <SEP> 0,48%
<tb> Phosphore <SEP> 0,03%
<tb> Soufre <SEP> 0,025%
<tb>
Le produit de la coulée pesait environ 8 tonnes, indiquant une récupération de ohrome da plus de 90 %.
On a donné ci-dessous un seoond. exemple d'exécution da l'invention pour la fabrication de lingots d'acier inoxydable contenant de 17 à 20% de ohrome, de 8 à 10% de nickel et une teneur maximum de 0,07 % de carbone.
On charge d'abord sur la sole d'un four Heroult de 6 à 7 tonnes garni de ohromite, 5.250 Kgs de déohets d'acier inoxydable ayant l'analyse approximative suivante:
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> ......... <SEP> 19.-%
<tb> Nickel <SEP> ......... <SEP> 8,5 <SEP> %
<tb> Carbone <SEP> 0,10%
<tb>
Aveo les déchets d'acier inoxydable, on charge 350 kgs de déchets d'acier à haute teneur en chrome et à haute teneur en nickel, ayant l'analyse approximative suivante :
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<tb>
<tb> Nickel <SEP> 65.-%
<tb> Chroma <SEP> 14,-%
<tb> Carbone <SEP> 0,20%
<tb>
1.000 Kgs de battitures et 600 Kgs de ferro-chrome à hau- te teneur en carbone.
On fond la charge et on la surchauffe suffisamment pour permettre le chargement d'une nouvelle addition de 1. 000 Kgs de battitures, et on maintient la bain à l'état de surchauffe pendant toute la période d'oxydation, Lorsque cette addition s'est trouvée intimement incorporée à la soorie, on prend un échantillon de métal dans le bain. (Cet échantillon a montré une teneur en carbone de 0,04 %). On ajoute alors à la scorie aussi rapidement que le permettent les condition régnant dans le four 750 Kgs de ferro-silicium broyé à 50 %, et 1750 kgs de chaux vive. On arrête le chauffage lorsque la soorie dé-note une teneur relativement faible en oxydée de fer et en oxyde de ohrome, et après addition finale de
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ferro-manganèse à basse teneur en carbone.
L'essai à la poche montre que le métal possède la composition suivante:
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> 19,34 <SEP>
<tb> Nickel <SEP> ....... <SEP> 8,59%
<tb> Carbone <SEP> ...... <SEP> 0,07%
<tb> Manganèse <SEP> 0,39 <SEP> %
<tb> Silicium <SEP> 0,40 <SEP> %
<tb>
Le poids de la coulée était de 7.700 kgs.
A la fin de la phase d'oxydation, et avant 1 es additions de chaux et de ferro-silioium, le pourcentage de chrome dans le bain de métal est très inférieur à celui que l'on désire obtenir dans le produit final. La tabla suivante montre d'une manière générale la relation entre le carbone et le chrome à la fin de la période d'oxydation.
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<tb>
<tb>
Pourcentage <SEP> de <SEP> carbone. <SEP> Pourcentage <SEP> de <SEP> ohrome.
<tb>
0.04 <SEP> 6- <SEP> 9
<tb> 0.06 <SEP> 7- <SEP> 9. <SEP> 5
<tb> 0.08 <SEP> 7.5 <SEP> - <SEP> 10
<tb> 0.10 <SEP> 8.5 <SEP> - <SEP> 10.5
<tb> 0.12 <SEP> 9.0 <SEP> 11.5
<tb> 0.14 <SEP> 11.0 <SEP> - <SEP> 13.0
<tb> 0.20 <SEP> 14,0 <SEP> - <SEP> 15.0
<tb> 0.30 <SEP> 15.0 <SEP> - <SEP> 17.0
<tb>
Lorsque la fin de la période d'oxydation la te- neur en carbone ne dépasse pas 0,105, le poids de ohrome contenu dans la scorie sous forme d'oxyde de chrome est égal, grosso-modo, au poids de chrome dans le métal, Pandent La Période où le fer et le chrome sont réduits dans la scorie, il se produit un enrichissement notable du bain métallique en chrome, à la fois au point de vue du poids absolu et du pourcentage en poids.
Dans l'exécution de l'invention, il est préférable de régler la proportion de battitures ou autres sources d'oxyde de fer dans la charge de telle sorte que, lorsque le métal a atteint le degré voulu de surchauffe, la teneur en carbone du bain se- soit abaissée concurremment au faible pourcentage désiré. Dans les deux exemples donnés ci-dessuS, on ajoutait une partie de ; a) les battitures et le minerai de fer magnétique
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concentre ou: b) les battitures, à la charge initiale, 'et le reste après fusion; mais l'invention n'est pas limitée à cette façon de procéder. La
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totalité de la charge oxydjanto peut parfois gtre intro- duite dans la charge initiale.
Bien qu'il soit préférable d'employer des battitures on de l'oxyde de fer sans addition d'autres matières, il va de soi qu'on pourrait leur mélanger d'autres ingrédients, en proportions convenables, sans diminuer leur pouvoir oxydant. Cependant, le demandeur n'a pas réussi à exécuter l'invention en employant un agent oxydant contenant un pourcentage d'oxyde de fer aussi faible que celui qui caractérise le minerai de chrome.
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RFÀVPMI 0 AT 10 NS . -
1 .- Un procédé de fabrication d'acier inoxydable suivant le brevet principal, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière première des déchets d'acier inoxydable, une matière riche en oxyde de fer, telle que des battitures ou de l'oxyde de fer magnétique concentré, et un ferro-chrome riche en carbone, en proportions telles qu'on obtienne des ferro-chromes à faible teneur en carbone et ayant la teneur en chrome désirée.
2 .- Un procède suivant 1 , caractérisé en ce qu'on incorpore au bain une quantité déterminée d'un ou plusieurs éléments supplémentaires s'alliant au fer (par exemple du nickel).
3 .- Un procédé suivant 1 ou 2 , caractérisé en ce que les déchets d'acier inoxydables employés possèdent une teneur élevée en chrome, mais une faible teneur en
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carbone, par exemple de 0,06 op à 0>12 '!c.
4 .- Un procédé de fabrication de ferro-chrome à basse teneur en carbone en substance comme décrit.
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5".- Un procédé de récupération des d9ohete d' aoier
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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15f- (l.!, I! .E'T Db PéXFBCTIONNi> J 1 Improvements in the manufacture of stainless steel or without dirt.
The present improvement patent relates to the variants or improvements of the invention described in the main patent, and relates to a process for manufacturing stainless steel, comprising certain improvements to melting operations, capable of general application to the processes commonly used in all steelworks with electric steel smelting furnaces.
This process is remarkable in that it uses
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as a source of chromium, waste or "shells" of stainless steel as well as the relatively inexpensive ferrous alloy known commercially as "high carbon ferro-chromium" to obtain ingots or other parts cast from stainless steel, having a chromium content equal to that of the waste stainless steel used as one of the sources of chromium;
however, if necessary a chromium content can be obtained
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higher or lower than that of the stainless steel waste employed, The expression "stainless steel" generally designates a category of alloys with a high chromium content, actually constituting "steels", that is to say say which contain only a very small percentage of carbon, for example from 0.05 to 0.12%, these alloys which may or may not contain low or significant percentages of other elements, such as nickel, copper, manganese, tungsten, molybdenum, silicon, vanadium, aluminum, ziroonium, titanium, or sulfur, either singly or in combination.
The industrial importance of this process resides on the one hand due to the fact that it allows. the steelmaker to use for the manufacture of stainless steel ingots all the stainless steel waste at his disposal in his steelworks, as well as in the various ancillary workshops where sheets, profiled bars, etc. are manufactured, d 'stainless steel; on the other hand, it enables the steelmaker to buy an additional quantity of stainless steel scrap on the market, when this aohat can be done with advantage from the point of view of the price of the raw material.
Most of the tonnage of stainless steel manufactured today is obtained by the old process of incorporating high priced, low carbon ferro ... chrome in a molten steel bath containing about 0.10%. of carbon and 70% of chromium, taking care to minimize the carbon absorption of the electrodes.
It is already known that skilled workers, when they apply this process, sometimes inoorporent a certain percentage of stainless steel waste in their steel bath, but this practice is not universally followed '' and, even when '' it is applied up to the limit where the operation remains possible, it is not
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that insufficient remedy for excess stainless steel waste production and does not prevent the use of expensive low carbon ferro-chromium as the main source of chromium.
The difficulty of the situation, with regard to stainless steel waste, becomes clear when one considers that waste containing 0.10% carbon and 16% carbon. 18% of chroma can be bought now on the market at a price of> 22 dollars per ton, whereas it could very probably sell for about 100 dollars per ton, if their chromium content were usable for the production. production of stainless steel such as chromium from low carbon ferro-chromium.
Many processes other than the old process described above have been proposed for the manufacture of stainless steel, using sources of chromium other than low carbon ferro-ohrome, the general idea of these various processes. being the decrease in the price of linen.
For example, there has been proposed a method of directed reduction of chromium from its ore in an underlying molten bath of mild steel; on the other hand it has been proposed to use to constitute the source of chromium ferro-ohrome with a relatively inexpensive high carbon content and generally containing from 4 to 6% of carbon and about 70% of chromium as a replacement for ferrochrome low carbon content in the steelmaking process, the essential carbon removal being effected by appropriate means. Several such methods have been proposed and differ only in method of operation, and these methods are currently applied industrially in the United States.
However, these new processes share with the old process this serious defect of not allowing the practical use of waste stainless steel. In addition to the various procedures proposed and used
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For the manufacture of stainless steel from large sources of chromium, various methods have been described for the secondary smelting of stainless steel scrap. The experiments and observations made by the applicant prove that these second fusion processes are inapplicable industrially, or at least have an extremely restricted application due to certain inherent defects.
These secondary smelting processes, in effect, either result in an ingot having a higher carbon content than the initial stainless steel scrap, or a lower chromium content, or even both simultaneously. Since no method of using the stainless steel waste in the manufacture of stainless steel ingots has general application capable at least of restoring the initial composition of the stainless steel waste in the resulting steel ingot, one realizes the little interest of these second fusion procedures.
In the application of the invention, said load is preferably excluded ordinary steel scrap.
Nevertheless, the process according to the invention, in its preferred embodiment, is not a second smelting process, in the ordinary sense of the word, since the weight of ingots produced during any one run exceeds 50% or more weight of stainless steel scrap used in their manufacture. The remaining tonnage comes from:
1 .- iron oxide in any commercial form, preferably magnetic iron ore.
2 .- ferro-chromium with a high carbon content.
3 .- iron possibly contained in the necessary non-carbonaceous reducing agent, and
4, - additions used to obtain alloys, such as nickel, manganese, etc ... this excess of the weight of the ingot relative to the weight
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stainless steel waste incorporated in the feed effectively avoids the enrichment of the metal in harmful impurities which characterize most if not all secondary smelting processes;
among these impurities, mention will be made of nitrogen and chromium oxide. for carrying out the invention, an electric furnace of the Eeroult type is preferably used, having a lining of chromite bricks rising slightly above the level of the soorie and supporting a rammed top layer comprising about 3 parts by weight of ore. of ground ohrome and 1 part by weight of ground magnesite; water glass is a good binder for the packed portions of the lower packing. The piatroits and the vault may be of silica brick, according to ordinary practice. Carbon or graphite electrodes can be used and the current is preferably supplied at several voltages between 100 and 180 volts.
Of course, the invention is not limited to the use of a particular type of oven, nor to a special composition for the lower lining, nor to the use of a certain voltage, because it is obvious that those skilled in the art have considerable latitude in the choice of the means employed to contain and heat the load.
A practical example of carrying out the invention is given below in the case of the manufacture of stainless steel ingots containing from 16 to 18% chromium and 0.10% carbon at most.
5,250 Kgs of stainless steel waste having the following approximate analysis:
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> ......... <SEP> 16.5%
<tb> Carbon <SEP> ........ <SEP> 0.10%
<tb> manganese <SEP> ...... <SEP> 0.35%
<tb> Silicon <SEP> ....... <SEP> 0.40%
<tb> Phosphorus <SEP> ...... <SEP> 0.03%
<tb> Sulfur <SEP> ......... <SEP> 0.02%
<tb>
are first loaded on the floor of a Heroult oven with
6 to 7 tonnes, this hearth having been lined according to the above-described process and heated beforehand for the
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reception of the charge by the usual arc heating process between the tips of the electrodes.
With the stainless steel waste, 825 Kgs of ferrochrome are loaded to. high carbon content in pieces, this ferroohrome having the following approximate analysis: carbon 5, chromium 69%, 500 Kgs of scale with 60% iron; and 600 Kgs of concentrated magnetic iron ore containing about 65% iron. This charge is then melted and superheated enough to allow the loading of a new batch of 500 kg of scale and 600 kg of concentrated magnetic iron ore, and the bath is kept superheated throughout the oxidation phase.
The applicant is not aware of a method for determining exactly the temperature of the bath below the slag layer, but it is estimated that this temperature should be from about 1780 ° C. to about 90 to 120 ° C. above. that generally obtained in the treatment of ordinary steel in an electric furnace. When this addition is incorporated into the Slag, and after a time that it has been found to be equal to. 4 hrs. 25 m. After the first supply of current, a sample of the metal bath was taken: the carbon content was 0.06%.
Was then added to the slag, as rapidly as the conditions in the furnace allow, 925 kg of ground ferro-silicon, 50%, and 1500 kg of fresh viva lime. When the appearance of the slag indicates that its iron oxide and chromium oxide content has fallen to a relatively low value, the final additions of low carbon ferro-manens are introduced into the metal bath. pieces, and ferrosilioium in pieces.
The bath is then poured and poured into 25 x 85 cm ingots. The pouring pocha test gives the following analysis:
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> ......... <SEP> 17.23%
<tb> Carbon <SEP> ........ <SEP> 0.08%
<tb> Manganese ..... <SEP> 0.34%
<tb> Silicon <SEP> 0.48%
<tb> Phosphorus <SEP> 0.03%
<tb> Sulfur <SEP> 0.025%
<tb>
The cast product weighed about 8 tonnes indicating a chrome recovery of over 90%.
A seoond has been given below. example of execution of the invention for the manufacture of stainless steel ingots containing 17 to 20% ohrome, 8 to 10% nickel and a maximum content of 0.07% carbon.
We first load on the bottom of a Heroult furnace of 6 to 7 tons lined with ohromite, 5,250 kg of stainless steel deohets having the following approximate analysis:
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> ......... <SEP> 19 .-%
<tb> Nickel <SEP> ......... <SEP> 8.5 <SEP>%
<tb> Carbon <SEP> 0.10%
<tb>
With the stainless steel scrap, 350 kgs of high chromium and high nickel steel scrap are loaded, having the following approximate analysis:
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<tb>
<tb> Nickel <SEP> 65 .-%
<tb> Chroma <SEP> 14, -%
<tb> Carbon <SEP> 0.20%
<tb>
1,000 Kgs of scale and 600 Kgs of high carbon ferro-chromium.
The charge is melted and it is superheated enough to allow the charging of a new addition of 1000 kg of scale, and the bath is maintained in the superheated state throughout the oxidation period. is found intimately incorporated into the soorie, a sample of the metal is taken in the bath. (This sample showed a carbon content of 0.04%). Then added to the slag as quickly as allow the conditions prevailing in the oven 750 kg of ferro-silicon ground to 50%, and 1750 kg of quicklime. Heating is stopped when the sodium hydroxide de-notes a relatively low content of iron oxide and chromium oxide, and after final addition of
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low carbon ferro-manganese.
The pocket test shows that the metal has the following composition:
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<tb>
<tb> Chrome <SEP> 19.34 <SEP>
<tb> Nickel <SEP> ....... <SEP> 8.59%
<tb> Carbon <SEP> ...... <SEP> 0.07%
<tb> Manganese <SEP> 0.39 <SEP>%
<tb> Silicon <SEP> 0.40 <SEP>%
<tb>
The weight of the casting was 7,700 kgs.
At the end of the oxidation phase, and before the lime and ferro-silioium additions, the percentage of chromium in the metal bath is much lower than that which is desired in the final product. The following table shows in general the relationship between carbon and chromium at the end of the oxidation period.
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<tb>
<tb>
Percentage <SEP> of <SEP> carbon. <SEP> Percentage <SEP> of <SEP> ohrome.
<tb>
0.04 <SEP> 6- <SEP> 9
<tb> 0.06 <SEP> 7- <SEP> 9. <SEP> 5
<tb> 0.08 <SEP> 7.5 <SEP> - <SEP> 10
<tb> 0.10 <SEP> 8.5 <SEP> - <SEP> 10.5
<tb> 0.12 <SEP> 9.0 <SEP> 11.5
<tb> 0.14 <SEP> 11.0 <SEP> - <SEP> 13.0
<tb> 0.20 <SEP> 14.0 <SEP> - <SEP> 15.0
<tb> 0.30 <SEP> 15.0 <SEP> - <SEP> 17.0
<tb>
When the end of the oxidation period the carbon content does not exceed 0.105, the weight of ohroma contained in the slag in the form of chromium oxide is roughly equal to the weight of chromium in the metal, During the period when iron and chromium are reduced in the slag, there is a noticeable enrichment of the metal bath in chromium, both in terms of absolute weight and percentage by weight.
In carrying out the invention, it is preferable to control the proportion of scale or other sources of iron oxide in the charge so that, when the metal has reached the desired degree of superheating, the carbon content of the bath is lowered concurrently to the desired low percentage. In the two examples given above, a part of; a) scale and magnetic iron ore
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concentrates or: b) the scale, at the initial charge, 'and the rest after melting; but the invention is not limited to this way of proceeding. The
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the entire oxidant charge can sometimes be introduced into the initial charge.
Although it is preferable to use scale or iron oxide without the addition of other materials, it goes without saying that other ingredients could be mixed with them, in suitable proportions, without reducing their oxidizing power. However, the applicant has failed to carry out the invention by employing an oxidizing agent containing a percentage of iron oxide as low as that which characterizes chromium ore.
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RFÀVPMI 0 AT 10 NS. -
1 .- A method of manufacturing stainless steel according to the main patent, characterized in that as raw material stainless steel waste, a material rich in iron oxide, such as scale or oxide is used of concentrated magnetic iron, and a ferro-chromium rich in carbon, in proportions such as to obtain ferro-chromes with a low carbon content and having the desired chromium content.
2 .- A process according to 1, characterized in that a determined quantity of one or more additional elements alloying with iron (for example nickel) is incorporated into the bath.
3 .- A process according to 1 or 2, characterized in that the stainless steel waste employed has a high chromium content, but a low chromium content.
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carbon, for example 0.06 op to 0> 12 '! c.
4 .- A process for the manufacture of low carbon ferro-chromium in substance as described.
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5 ".- A process for the recovery of aoier d9ohete
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